Das Gesetz von Fitts (häufig zitiert als das Gesetz von Fitts) ist ein Modell der menschlichen Bewegung, die in erster Linie in der Wechselwirkung des menschlichen Computers und Ergonomie verwendet ist, die voraussagt, dass die Zeit, die erforderlich ist, um sich zu einem Zielgebiet schnell zu bewegen, eine Funktion der Entfernung zum Ziel und der Größe des Ziels ist. Das Gesetz von Fitts wird verwendet, um die Tat des Hinweisens, entweder durch den physisch rührenden ein Gegenstand mit einer Hand oder durch Finger, oder eigentlich durch das Hinweisen zu einem Gegenstand an einem Computermonitor mit einem hinweisenden Gerät zu modellieren. Es wurde von Paul Fitts 1954 vorgeschlagen.

Modell

Das Gesetz von Fitts ist mathematisch auf mehrere verschiedene Weisen formuliert worden. Eine Standardform ist die Formulierung von Shannon (vorgeschlagen von Scott MacKenzie, Professor an der Yorker Universität, und genannt für seine Ähnlichkeit mit dem Lehrsatz von Shannon-Hartley) für die Bewegung entlang einer einzelnen Dimension:

:

wo:

• T ist die durchschnittliche Zeit, die genommen ist, um die Bewegung zu vollenden. (Traditionell haben Forscher Symbol-MT dafür verwendet, um Bewegungszeit zu bedeuten.)
• ein Vertreten des Anfangs/Haltezeit des Geräts (Abschnitt) und
• b tritt für die innewohnende Geschwindigkeit des Geräts (Hang) ein. Diese Konstanten können experimentell durch die Anprobe einer Gerade an Messwerte bestimmt werden.
• D ist die Entfernung vom Startpunkt bis das Zentrum des Ziels. (Traditionell haben Forscher das Symbol dafür verwendet, um den Umfang der Bewegung zu bedeuten.)
• W ist die Breite des entlang der Achse der Bewegung gemessenen Ziels. Von W kann auch als die erlaubte Fehlerrobustheit in der Endposition gedacht werden, da der Endpunkt der Bewegung innerhalb von ± des Zentrums des Ziels fallen muss.

Von der Gleichung begleiten wir einen mit dem Hinweisen vereinigten Geschwindigkeitsgenauigkeitshandel fort, wodurch Ziele, die kleiner und/oder weg weiter sind, verlangen, dass mehr Zeit erwirbt.

Erfolg und Implikationen

Das Gesetz von Fitts ist ein ungewöhnlich erfolgreiches und gut studiertes Modell. Experimente, die die Ergebnisse von Fitts wieder hervorbringen, und/oder die die Anwendbarkeit des Gesetzes von Fitts in etwas verschiedenen Situationen demonstrieren, sind nicht schwierig zu leisten. Die Messwerte in solchen Experimenten rüsten häufig eine Gerade mit einem Korrelationskoeffizienten.95 oder höher, ein Zeichen aus, dass das Modell sehr genau ist.

Obwohl Fitts nur zwei Artikel über sein Gesetz veröffentlicht hat (Fitts 1954, Fitts und Peterson 1964), gibt es Hunderte von nachfolgenden Studien, die damit in der Literatur der Wechselwirkung des menschlichen Computers (HCI), und ganz vielleicht den Tausenden von in der größeren psychomovement Literatur veröffentlichten Studien verbunden sind. Die erste HCI Anwendung des Gesetzes von Fitts war durch Card, Engländer und Bohrer (1978), wer den Index der Leistung (IP), definiert als verwendet hat, um Leistung von verschiedenen Eingangsgeräten mit der Maus zu vergleichen, die auf der Spitze herauskommt. Diese frühe Arbeit, gemäß der Lebensbeschreibung von Stuart Card, "war ein Hauptfaktor, der zur kommerziellen Einführung der Maus durch Xerox führt".

Wie man

gezeigt hat, hat das Gesetz von Fitts unter einer Vielfalt von Bedingungen, mit vielen verschiedenen Gliedern (Hände, Füße, hauptbestiegene Sehenswürdigkeiten, Augenblick), manipulanda (Eingangsgeräte), physische Umgebungen (einschließlich des Unterwasser-), und Benutzerbevölkerungen (junge, alte, spezielle Bildungsbedürfnisse und betäubte Teilnehmer) gegolten.

Bemerken Sie, dass die Konstanten a, b, IP verschiedene Werte unter jeder dieser Bedingungen haben.

Seit dem Advent von grafischen Benutzerschnittstellen ist das Gesetz von Fitts auf Aufgaben angewandt worden, wo der Benutzer einen Maus-Cursor über ein Bildschirmziel, wie ein Knopf oder anderes Produkt einstellen muss. Die Gesetzmodelle von Fitts sowohl Punkt-Und-Klick als auch Handlungen der Schinderei-Und-Falls. Das Schleppen hat einen niedrigeren damit vereinigten IP, weil die vergrößerte Muskelspannung das Hinweisen schwieriger macht. Das Gesetz von Fitts ist auch zum Modell zielgeleitete Hand- und Hauptbewegungen in einer virtuellen Umgebung gezeigt worden.

In seiner ursprünglichen und strengsten Form:

• Es gilt nur für die Bewegung in einer einzelnen Dimension und nicht für die Bewegung in zwei Dimensionen (obwohl es zu zwei Dimensionen im Accot-Zhai erfolgreich erweitert wird, der Gesetz steuert);
• Es beschreibt einfache Motorantwort, sagen wir, der menschlichen Hand, scheiternd, für für einen Maus-Cursor gewöhnlich durchgeführte Softwarebeschleunigung verantwortlich zu sein;
• Es beschreibt ungeschulte Bewegungen, nicht Bewegungen, die nach Monaten oder Jahren der Praxis durchgeführt werden (obwohl einige behaupten, dass das Gesetzmusterverhalten von Fitts, das so niedrige Stufe ist, dass umfassende Ausbildung viel Unterschied nicht macht).

Wenn, wie allgemein gefordert, das Gesetz wirklich für wahr hält, um mit der Maus hinzuweisen, schließen einige Folgen für das Benutzerschnittstelle-Design ein:

• Knöpfe und andere GUI-Steuerungen sollten eine angemessene Größe sein; es ist relativ schwierig, auf kleine zu klicken.
• Ränder und Ecken des Computermonitors (z.B, die Position von Start button und Taskbar in Windows von Microsoft, und den Menüs und dem Dock von Mac OS X) sind besonders leicht, mit einer Maus zu erwerben, touchpad oder Steuerkugel, weil der Zeigestock am Schirm-Rand unabhängig davon bleibt, wie viel weiter die Maus so bewegt wird, kann betrachtet werden als, unendliche Breite zu haben. Das gilt für touchscreens nicht, dennoch.
• Ähnlich sind Menüs der Spitze des Schirms (z.B, Mac OS) manchmal leichter zu erwerben als Menüs der Spitze des Fensters (z.B, Windows OS).
• Kontextmenüs können gewöhnlich schneller geöffnet werden als Pulldown-Menüs, da der Benutzer Reisen vermeidet: Der Knall erscheint an der aktuellen Cursor-Position.
• Kuchen-Menüpunkte werden normalerweise schneller ausgewählt und haben eine niedrigere Fehlerrate als geradlinige Menüpunkte aus zwei Gründen: Weil Kuchen-Menüpunkte, kleine Entfernung vom Zentrum des Menüs alle gleich sind; und weil ihre keilförmigen Zielgebiete (die sich gewöhnlich bis zu den Rand des Schirms ausstrecken) sehr groß sind.

Das Gesetz von Fitts bleibt einer der wenigen hart, zuverlässige Wechselwirkung des menschlichen Computers prophetische Modelle, hat sich mehr kürzlich durch den Accot-Zhai angeschlossen, der Gesetz steuert, das aus dem Gesetz von Fitts abgeleitet wird.

Mathematische Details

Der Logarithmus im Gesetz von Fitts wird den Index des Schwierigkeitspersonalausweises für das Ziel genannt, und hat Einheiten von Bit. Wir können das Gesetz als umschreiben

:

wo

:

So sind die Einheiten für b Zeit/Bit; z.B, Millisekunde/Bit. Die Konstante eine Dose, als sich vereinigende Reaktionszeit und/oder die Zeit gedacht werden, die erforderlich ist, auf einen Knopf zu klicken.

Die Werte für a und B-Änderung als die Bedingungen, unter denen das Hinweisen getan wird, werden geändert. Zum Beispiel können eine Maus und Kopierstift für das Hinweisen sowohl verwendet werden, aber verschiedene Konstanten a und mit ihnen vereinigter b haben.

Ein Index der Leistung, die IP (auch genannt Durchfluss TP), in Bit/Zeit, definiert werden kann, um zu charakterisieren, wie schnell das Hinweisen getan, von den besonderen beteiligten Zielen unabhängig werden kann. Es gibt zwei Vereinbarung, um IP zu definieren: Man ist IP = 1/b (der den Nachteil hat, die Wirkung von a zu ignorieren), der andere ist IP = Personalausweis/MT (der den Nachteil abhängig von einem willkürlich gewählten "durchschnittlichen" Personalausweis hat). Für eine Diskussion dieser zwei Vereinbarung, sieh Zhai (2002). Was auch immer Definition verwendet wird, erlaubt das Messen des IP von verschiedenen Eingangsgeräten den Geräten, im Vergleich zur Rücksicht zu ihrer hinweisenden Fähigkeit zu sein.

Ein bisschen verschieden von der Formulierung von Shannon ist die ursprüngliche Formulierung durch Fitts:

:

Der Faktor 2 hier ist nicht besonders wichtig; diese Form des Personalausweises kann mit dem Faktor von 2 absorbierten als Änderungen in den Konstanten a, b umgeschrieben werden. "+1" in der Form von Shannon macht es wirklich jedoch verschieden von der ursprünglichen Form von Fitts, besonders für niedrige Werte des Verhältnisses D/W. Die Form von Shannon hat den Vorteil, dass der Personalausweis immer nichtnegativ ist, und gezeigt worden ist, Messwerte besser zu passen.

Abstammung

Das Gesetz von Fitts kann aus verschiedenen Modellen der Bewegung abgeleitet werden. Ein sehr einfaches Modell, getrennte, deterministische Antworten einschließend, wird hier betrachtet. Obwohl dieses Modell allzu einfach ist, stellt es eine Intuition für das Gesetz von Fitts zur Verfügung.

Nehmen Sie an, dass sich der Benutzer zum Ziel in einer Folge von Subbewegungen bewegt. Jede Subbewegung verlangt, dass eine unveränderliche Zeit t durchführt, und bewegt einen unveränderlichen Bruchteil 1-r der restlichen Entfernung zum Zentrum des Ziels, wo